并网光伏发电系统电气系统简介

光伏发电系统概述根据不同的应用场合，太阳能光伏发电系统一般分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统等五种。

1、并网发电系统光伏并网系统由组件，并网逆变器，光伏电表，负载，双向电表，并网柜和电网组成，太阳能电池板发出的直流电，经逆变器转换成交流电送入电网。

目前主要有大型地面电站、中型工商业电站，小型家用电站三种形式。

由于并网光伏发电系统不需要使用蓄电池，节省了成本。

国家发布的并网新政策已经明确表示，家庭光伏电站免费入网，分布式发电光伏发电，一度电国家补贴0.42元，自己用电不花钱，多余的电还可以卖给电力公司。

从投资的长远角度，按家庭光伏电站25年的使用寿命计算，6-10年左右可以回收成本，剩下的十几年就是纯收益。

分布式光伏并网系统，负载优先使用太阳能，当负载用不完后，多余的电送入电网，当光伏电量不足时，电网和光伏可以同时给负载供电，并网逆变器依赖于电网，当电网断电时，逆变器就会启动孤岛保护功能，逆变器停止运行，太阳能不能发电，负载也不能工作。

2、离网发电系统离网型光伏发电系统，不依赖电网而独立运行，广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。

系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器，逆变器、蓄电池组、负载等构成。

光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。

这种系统由于必须配备蓄电池，且占据了发电系统30－50%的成本。

而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3－5年，过后又得更换，这更是增加了使用成本。

而经济性来说，很难得到大范围的推广使用，因此不适合用电方便的地方使用。

对于无电网地区或经常停电地区家庭来说，离网系统具有很强的实用性。

特别是单纯为了解决停电时的照明问题，可以采用直流节能灯，非常实用。

因此，离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的。

光伏并网发电电气系统设计随着能源危机日益突显和对可再生能源的迫切需求，光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛关注。

光伏并网发电系统是将太阳光转化为电能，然后通过逆变器将电能与电网连接，实现电力的供给和销售。

在光伏并网发电电气系统设计中，以下几个方面需要考虑：1.光伏组件选择和布置：根据工程的需求和现场条件，选择合适的光伏组件，并合理布置。

光伏组件的选取要考虑其性能特点、品质和可靠性，以取得最佳的发电效果。

2.逆变器选择和配置：逆变器是将光伏组件产生的直流电转换成交流电的关键设备。

在选择逆变器时，要考虑其负载容量、效率、功率因数等技术指标，以满足系统的要求。

逆变器的配置要根据发电功率和并网容量确定，以保证系统的稳定运行。

3.并网点和电缆线路设计：并网点是光伏发电系统与电网相连的关键部分。

在设计并网点时，要考虑电流、电压和功率的传输特性，选择适当的电缆规格、电缆敷设方式和连接方式，以确保电能的有效传输和系统的安全运行。

4.保护控制设备选型和布置：光伏并网发电系统需要设置过电压、过流、短路和接地等多种保护装置，以确保系统的安全可靠。

在选型和布置上，要根据系统的容量和运行特点，选择恰当的装置类型和布置位置，以提高系统的安全性和可靠性。

5.监测与管理系统设计：为了实时监测发电系统的运行状态和发电功率，需要设计和配置监测与管理系统。

监测与管理系统可以实现对光伏组件、逆变器和电网等关键设备的实时监测和故障报警，以及发电功率的统计和分析，帮助运维人员及时发现和处理问题，提高系统的维护效率和发电效益。

总之，光伏并网发电电气系统设计需要充分考虑发电功率、逆变器工作特性、并网点设备、保护控制设备、监测与管理系统等多个方面因素的影响。

只有合理设计和配置，才能确保系统的安全、稳定和高效运行，使光伏发电成为一种可靠的清洁能源供应方式。

并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介概述并网光伏电站是将太阳能转化为电能并连接到电网的一种发电系统。

它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成，主要用于向电网输送电能。

本文将对并网光伏电站的基本结构、系统组成、主要设备及其性能进行简述。

基本结构并网光伏电站基本结构包括太阳能光伏组件阵列、逆变器、变压器和配电系统。

太阳能光伏组件通过光伏效应将太阳能转化为直流电能，在经过逆变器的转换后，将直流电能转化为交流电能，并通过变压器进行电压调整，最后通过配电系统与电网连接，实现电能的输送。

系统组成1. 光伏组件光伏组件是并网光伏电站中最核心的组成部分，它由多个光伏电池组成。

光伏电池将太阳能转化为直流电能，并且具有自洁、优异的抗风、抗冲击性能。

在光伏电站中，光伏组件通常会被安装在支架上，以最大限度地吸收太阳能。

2. 逆变器逆变器是光伏电站中的核心设备之一，它将光伏组件输出的直流电能转换为交流电能，并确保输出功率符合电网要求。

逆变器具有高效率、稳定性和可靠性的特点，常见的逆变器类型包括集中式逆变器和分布式逆变器。

3. 变压器变压器是光伏电站中用于电压调整和输电的重要设备。

它将逆变器输出的交流电能的电压调整为适合电网输电的电压。

变压器还具有隔离电网的作用，确保电网的安全性和稳定性。

4. 配电系统配电系统是并网光伏电站中用于将电能输送到电网的系统。

它包括电缆、开关设备、电表计量等组成部分。

配电系统负责将逆变器转换后的交流电能通过电缆连接到电网，并进行相应的电能计量和记录。

主要设备及性能简介光伏组件•主要设备：太阳能光伏电池•性能特点：–高效转化太阳能为电能–自洁能力，能够减少灰尘和污染物对光伏板的影响–抗风、抗冲击性能良好，具有较长的使用寿命逆变器•主要设备：集中式逆变器、分布式逆变器•性能特点：–高效稳定的直流-交流转换效率–宽输入电压范围，适应不同光照条件下的电能输出–具有电网保护功能，能够自动检测并隔离故障变压器•主要设备：变压器装置•性能特点：–能够调整逆变器输出的交流电压，符合电网要求–具有隔离电网的作用，确保电网的安全性和稳定性–功率损耗小，能够提高系统的整体效率配电系统•主要设备：电缆、开关设备、电表计量等•性能特点：–通过合理的配电设计和设备选择，能够实现可靠的电能输送–具备相应的电能计量和记录功能，为电网管理提供数据支持–系统运行稳定，具有较高的安全性和可靠性总结并网光伏电站是一种利用太阳能发电的系统，它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成。

并网光伏发电系统目录1简介2并网光伏发电系统分类3系统组成及功能展开1简介并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵、控制器、并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。

并网太阳能光伏发电系统相比离网太阳能光伏发电系统省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了其中的能量消耗，节约了占地空间，还降低了配置成本。

值得申明的是，宇翔并网太阳能光伏发电系统很大一部分用于政府电网和发达国家节能的案件中。

并网太阳能发电是太阳能光伏发电的发展方向，是21世纪极具潜力的能源利用技术。

并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。

但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，因而没有太大发展。

而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

2并网光伏发电系统分类1、有逆流并网光伏发电系统有逆流并网光伏发电系统：当太阳能光伏系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网供电（卖电）；当太阳能光伏系统提供的电力不足时，由电能向负载供电（买电）。

由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。

2、无逆流并网光伏发电系统无逆流并网光伏发电系统：太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向公共电网供电，但当太阳能光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。

3、切换型并网光伏发电系统所谓切换型并网光伏发电系统，实际上是具有自动运行双向切换的功能。

一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电一侧，由电网向负载供电；二是当电网因为某种原因实然停电时，光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。

有些切换型光伏发电系统，还可以在需要时断开为一般负载的供电，接通对应急负载的供电。

光伏并网发电系统简介
光伏并网发电系统结构[1]如图1.1所示，主要由光伏阵列、并网逆变器、继电保护装置和控制器组成。

图中宽箭头表示功率流向，细箭头表示检测及控制信号流向。

光伏阵列是光伏并网发电系统的主要部件，负责将太阳能转换为电能，是系统的电源。

并网逆变器是光伏并网发电系统的核心部件，受控制器控制，负责将光伏阵列输出的直流电逆变为符合相关标准的正弦工频电。

光伏阵列并网逆变器继电保护装置电网
控制器
图1.1并网光伏发电系统的结构框图
继电保护装置是光伏并网发电系统不可或缺的组成部分，在一定程度上受控制器控制，负责保证该分布式发电系统和电网的安全。

控制器是光伏并网发电系统的大脑，通过对检测信号的分析处理，实现光伏电池的最大功率点跟踪控制、电能的并网控制以及反孤岛等控制。

按照有无储能环节，光伏并网发电系统分为不可调度式光伏并网发电系统和可调度式光伏并网发电系统。

不可调度式光伏并网发电系统不含储能环节，并网逆变器直接将光伏阵列产生的电能全部逆变到负载及电网，并网功率的大小完全取决于当时的日照和温度等因素。

当光伏阵列发出的电能大于负载所需功率时，剩余电能将馈入电网以减小电网燃料消耗；当光伏阵列发出的电能小于负载所需功率时，系统将从电网吸收相应电能以维持负载正常运行。

适用于电网稳定即不经常停电的地区。

可调度式光伏并网发电系统含储能环节，储能装置首先储存光伏阵列产生的电能，然后根据需要将电能逆变并入电网或者独立向负载供电等。

这种系统的优点是可人为设定逆变器的工作时间及逆变器发出功率的大小，且当电网断电及照度较低时，系统依然可以向负载供电。

适用于经常停电的地区。

光伏发电并网系统设计介绍一、一般规定1.1 光伏系统接入方案应结合电网规划、分布式电源规划，按照就近分散接入与就地平衡消纳的原则进行设计。

1.2 光伏系统宜采用10kV及以下电压等级接入电网。

1.3 光伏系统模式可采用自发自用/余量上网和全额上网两种模式。

1.4 自发自用/余量上网模式的光伏系统并网容量不应超过所接入变压器容量。

1.5 光伏系统接入电压等级应根据装机容量选取，并满足下列要求：1 单个并网点容量为8kWp及以下宜接入220V；2 单个并网点容量为8kWp～400kWp宜接入380V；3 单个并网点容量为400kWp~6MWp宜接入10kV；4 自发自用/余量上网模式总装机容量超过1MWp，宜接入10kV；5 最终并网电压等级应综合参考有关标准和电网实际条件，通过技术经济比选论证后确定。

1.6 光伏系统在变电站低压并网时，单台变压器的并网点不应超过1个，项目规划审批范围内总并网点数量不应超过4个。

1.7 光伏系统在并网处应设置并网专用开关柜（箱），并应设置专用标识和“警告”、“双电源”等提示性文字和符号。

二、10kV并网2.1 10kV光伏系统的并网点应按如下进行选择：1 自发自用/余量上网模式的并网点可为用户开关站、配电室或箱变的10kV母线，如图2.1所示；2 全额上网模式的并网点可为公共电网10kV母线或线路，如图2.2 所示。

图2.1 10kV自发自用/余量上网模式一次系统接线示意图图2.210kV全额上网模式一次系统接线示意图2.2 10kV光伏系统的并网系统一般由光伏进线柜、压变柜、计量柜、并网柜、隔离柜、无功补偿柜及站用电等设备组成。

如图2.3所示。

图2.3 10kV并网系统方案示意图2.3 10kV自发自用/余电上网模式光伏系统的保护及计量配置应符合下列规定：1 光伏并网柜继电保护装置应具有过压、失压（欠压）保护功能，失压保护的电压信号应采集自光伏配电房隔离柜的电压互感器；2 光伏并网柜继电保护装置应具有过频率和低频率保护，保护装置的频率信号应采集自光伏配电房隔离柜的电压互感器；3 光伏并网柜继电保护装置应具有速断、过流保护等功能，保护定值选取应与用户配电房中光伏接入柜继电保护定值相配合；4 用户配电房中的计量柜应设置双向电表，光伏配电房中的计量柜应设置单向电表；5 光伏配电房计量柜的电压互感器宜采用移动小车式安装，电流互感器宜采用固定式安装；6 计量柜应设置三相电压指示仪；7 光伏进线柜宜按一台变压器对应一个光伏接入柜进行设置；8 光伏进线柜应具有变压器的温度保护和瓦斯保护等保护跳闸功能；9 光伏进线柜继电保护装置应具有速断、过流保护等功能，保护定值选取应与光伏配电房光伏并网柜继电保护定值相配合；10 光伏进线柜不应具有检有压合闸功能；11 变压器室和光伏进线柜不在同一箱变内的，变压器室内应设置变压器出线柜；12 容量超过800kVA的变压器出线柜内应设置断路器。

光伏发电并网工程电气设计方案【引言】光伏发电并网工程是目前可再生能源领域中的重要组成部分，其核心是将光能转化为电能，并将所产生的电能并网供应给电力系统。

为了确保光伏发电并网工程的正常运行和高效性能，电气设计在其中起着至关重要的作用。

本文将就光伏发电并网工程电气设计方案进行详细的介绍。

【系统组成】2.逆变器：逆变器是将直流电能转化为交流电能的装置，其主要功能是将光伏组件输出的直流电能转换为电力系统所需的交流电能。

在电气设计中，需要根据光伏组件的总功率和输出电压来选择适配的逆变器。

3.电表：电表用于测量光伏发电并网工程的发电量和消纳量，以及电站的电能质量参数。

在电气设计中，需要选择合适的电表类型和安装位置。

4.汇流箱：汇流箱用于集中汇集光伏组件的电流和电压，同时起到保护和连接的作用。

在电气设计中，需要根据光伏组件的数量和布置来确定汇流箱的容量和布局。

5.电气保护设备：电气保护设备主要包括断路器、避雷器、接地装置等，用于确保光伏发电并网工程的安全稳定运行。

6.监测设备：监测设备用于实时监测光伏发电系统的运行状态和性能参数，以便进行运维和故障诊断。

在电气设计中，需要根据监测要求选配合适的监测设备。

7.高压侧配电设备：高压侧配电设备用于将逆变器输出的交流电能接入电力系统。

在电气设计中，需要根据并网点的要求选配合适的高压侧配电设备。

【设计要点】在光伏发电并网工程电气设计中，需要注意以下几个要点：1.系统可靠性：光伏发电并网工程是长期运行的设备，因此电气设计应确保系统具有较高的可靠性和稳定性。

例如，通过合理选择设备和布线方式，提高系统的抗干扰能力和电气安全性。

2.性能优化：电气设计应根据光伏发电系统的特点和运行要求，优化系统的性能。

例如，合理选择逆变器，优化电路参数，降低系统的损耗和成本。

3.安全保护：电气设计应注重系统的安全保护。

例如，合理设置断路器、避雷器和接地装置，以防止系统因雷击等异常情况而受到损坏。

光伏并网发电系统的结构和基本原理1.1 光伏并网发电系统的组成及分类1.1.1 光伏并网发电系统的组成光伏并网发电系统是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电，并且实现既向负载供电，又向电网发电的系统。

光伏并网发电系统主要由光伏阵列、并网逆变器、控制器和继电保护装置组成。

光伏阵列是光伏并网发电系统的主要部件，由其将接收到的太阳光能直接转换为电能。

目前工程上应用的光伏阵列一般是由一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照系统需要的电压的要求串、并联组成的。

并网逆变器是整个光伏并网发电系统的核心，它将光伏阵列发出的电能逆变成220V/50Hz的正弦波电流并入电网。

电压型逆变器主要由电力电子开关器件组成，以脉宽调制的形式向电网提供电能。

控制器一般由单片机或DSP芯片作为核心器件，控制光伏阵列的最大功率点的跟踪、控制逆变器并网电流的功率和波形。

继电保护装置可以保证光伏并网发电系统和电网的安全性。

1.1.2 光伏并网发电系统的分类光伏并网发电系统有单级式光伏并网发电系统和两级式光伏并网发电系统。

单级式光伏并网发电系统中，并网逆变器要同时完成MPPT 和并网电流控制的任务，即保证光伏阵列输出功率最大化的前提下控制并网电流与电网电压同频同相；两级式光伏并网发电系统中，并网逆变器只需进行逆变控制，光伏阵列最大功率点跟踪（MPPT ）由前级DC/DC 变换器完成，并网逆变器通过控制DC/DC 变换器的输出电压实现系统功率平衡，并网逆变器控制的任务是保证输出电流与电网电压频率、相位完全一致。

1.2 光伏阵列模块工作点（MPPT ）跟踪控制1.1.1 光伏阵列输出特性太阳能电池是利用半导体光伏效应制成, 它是将太阳辐射能直接转换为电能的器件。

太阳能电池电路模型见图2-1。

a:（I ph ：光生电流, 正比于太阳能电池的面积和入射光的辐照度; I D ：暗电流; R sh ：旁路电阻; R s ：串联电阻; R L ：电池的外负载电阻; U oc ：电池的开路电压。

光伏并网发电系统1. 概述光伏并网发电系统是一种利用太阳能光伏电池组将光能转化为电能，并通过并网逆变器将电能注入电网的发电系统。

它是清洁能源发电的重要组成部分，具有环保、可持续等优点，被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。

2. 原理光伏并网发电系统的工作原理主要分为光电转换、电能调节和并网注入三个步骤。

首先，太阳能光线通过光伏电池组，光能转化为直流电能。

然后，通过光伏逆变器将直流电转化为交流电，并对电能进行调节，确保输出电压和频率符合电网要求。

最后，交流电能通过电网连接，供应给周围的电力用户使用。

3. 组件和设备光伏并网发电系统主要由光伏电池组、光伏逆变器、配电箱和计量装置等组件和设备构成。

3.1 光伏电池组光伏电池组是光伏并网发电系统的核心组件，由多个太阳能电池板组成。

它们将太阳能光线转化为直流电能，并提供给逆变器进行转换。

3.2 光伏逆变器光伏逆变器是光伏并网发电系统中的关键设备，负责将直流电能转化为交流电能，并实时监测并调节输出电压和频率，以满足电网的要求。

逆变器通常具有高效率、稳定性和安全性等特点。

3.3 配电箱配电箱用于分配光伏发电系统和电网之间的电能流向，确保发电系统与电网正常连接，并提供过电压和过电流保护功能。

3.4 计量装置计量装置用于测量光伏发电系统的发电量和电能消耗量，对系统运行情况进行监测和统计。

4. 运行流程光伏并网发电系统的运行流程分为系统启动、发电和停机三个阶段。

4.1 系统启动系统启动需要先将光伏电池组的直流电源与逆变器连接，并配置合适的工作参数。

逆变器根据配置参数开始运行并监测光伏电池组的电流、电压等信息。

4.2 发电在光伏电池组接收到阳光后，光能被转化为直流电能，通过逆变器转化为交流电能，并注入电网供电。

逆变器实时监测电网电压和频率，并调节输出电能以跟随电网的变化。

4.3 停机当光伏并网发电系统停止工作时，逆变器将停止输出电能并断开与电网的连接。

此时，光伏电池组暂停接收太阳能光线，系统进入待机状态。